考虑风电并网时AGC机组经济调节对策

陆 琳

（华润电力（常熟）有限公司，江苏 常熟 215536）

0 引 言

在风电并网时，AGC机组要及时跟踪了解负荷参数的变化情况，然后结合负荷变化状态投入机组调节控制方案，尽量提升系统总发电量和系统负荷要求平衡的水平，减少偏差对常规化运行造成的影响，为综合效益的提高奠定坚实基础。

1 AGC机组系统概述

1.1 AGC机组系统控制目标

AGC机组系统能将电网频率波动维持在误差参数范围内，并且依据国家电力行业标准规定，最大程度上提升电力系统频率的安全性和稳定性。对互联电网净交换功率予以计划数值的运行管理，并且将交换电能量控制在合规参数范围内，尤其是对参与远方调节的发电机组，将发电成本或者是上网电价作为根本参数依据，可以为获取较好的经济效益提供保障。此外，能在满足电网安全约束条件的基础上参与机组最优经济分配原则运行管理工作，提高电力系统的综合控制质量[1]。

1.2 AGC机组系统控制方式

由于负荷变动会对实际应用情况产生影响，并且造成区域性的偏差数值，因此AGC机组系统控制工作的目的就是减少ACE量。基于此，主要按照表1所示的3种方式进行控制。

表1 AGC机组系统控制方式

2 风电并网时AGC机组系统实现

2.1 总体结构

一般而言，含风电场的AGC控制系统中，电力调度中心、电力数据网以及风电场是主要组成部分，总体布局如图1所示。

图1 AGC机组系统布局图

其中，电力调度中心主要提供电力调度技术，以便于实现预报信息、风电功率预测报告以及机组实时性数据的收集处理。在调度中心日常工作中，要保证上传信息整理分析的及时性和规范性，并依据风电功率预测结果计算调度指令信息，从而将其直接下发到指定的主站内，以便于信息交互。电力数据网会结合主站风电功率预测信息获取匹配数据信息，并且结合计算过程就能将预测结果实时性回传到综合通信终端内。而风电场要建立风机监控系统，依据综合通信终端AGC调节指令就能进行实时性数据汇总，并且配合升压站综自系统和风电综合通信管理终端维持信息的交互处理。

2.2 功 能

风电并网时，AGC机组借助闭环控制系统或者是开环控制系统维持电网调度应用结构的控制效果，依据调度部门制定的发电规划和操作输入计划等实现全程跟踪控制，并维持自由切换模式。与此同时，在系统闭环控制环境中，若是出现系统内通信故障问题、指令超时问题或者是调度指令获取不及时问题，都要提示报警信息，从而优化系统控制的整体水平[2]。另外，风电并网时AGC机组支持优化调度算法处理机制，在维持电网体系和风电机组设备安全运行工序基础上，结合不同的风电预测信息就能匹配合理的调度方案，将机组的响应速度和调节精度等作为基础指标，实现电量完成的目标。

2.3 技术要求

2.3.1 总体要求

首先，要保证风电并网时AGC机组系统信息交互的标准性，维持通信结构稳定的基础上避免信息不识别造成的影响。其次，要保证风电并网时AGC机组系统具备可扩展性，依据开放式结构特点，确保硬件设施扩展和软件系统开发等工作都能落实到位，并匹配智能算法解决实际问题。最后，要保证风电并网时AGC机组的安全性，依据二次系统安全防护的具体要求维持运作工序的具体情况。

2.3.2 通信要求

一方面要确保能和3个以上的主站实现信息的交互处理，并维持信息上传下达的及时性和规范性，确保设备维护要求满足预期。另一方面要确保控制系统和风电机组监控系统以及功率预测系统等建立匹配的数据通信模式，提高通信效率和质量，创设较为合理的通信渠道应用平台[3]。

2.3.3 监控界面要求

要结合系统应用过程中搜索和汇总的运行数据，建立实时性投切分析和增减出力分析等，并且配合使用模式切换和报警操作模块，维持监控的合理性和规范性，从而及时进行参数的修改和更新。

3 风电并网时AGC机组经济调节对策

3.1 创设经济调度数学分析模型

在风电并网时，AGC机组系统管控工作中要结合分析要求建立完整的数学分析模型，以保证经济调度目标函数和约束条件都能贴合实际应用规范，维持综合经济调控管理的目标。

3.1.1 经济调度目标函数

调度人员不能对每次调节任务予以处理，因此要结合实际应用要求和规范选择使用机组参与系统调节模式，维持机组参与系统调节中竞争关系的合理性。也就是说，结合调节任务，选取差异化调节策略就能评估机组参与调控时满足系统调节需求基础上对应的调节费用。在此基础上建立数学模型，要求符合调节容量参数和速度，假设参与调节机组成本最低目标函数是研究对象，则数学模型设计为：

式中，n表示需要被测试的AGC机组数量；Ci表示第i台机组对应的调节成本；Si表示第i台AGC机组调节的具体容量[4]。

3.1.2 约束条件

在明确数学模型目标函数的基础上要将调节费用花费最低作为目标，有效结合AGC调节机组上调费用和下调费用的差距，尽量将目标函数分为不同的部分，结合差异化调节状态满足最低费用要求，实现经济效益和应用环保效益的最优化。在进行测试的过程中要保证参与调节的AGC机组容量与调节速度等关键参数都能满足实际标准。

综上所述，为了全面解决非线性目标函数处理过程中存在的问题，保证经济性和规范性都在要求范围内，就要集中控制目标函数的约束条件，配合外点罚函数处理方式，获取辅助函数后，利用约束问题升级原有模型，从而形成计量分析机制，满足要求即可实现最优经济效果。

3.2 满足容量和速度调节的需求

为了更好地提升机组应用效率，实现电网AGC控制，就要从企业发电管理的角度出发，全面分析控制系统频率和联络线交换功率内容。在基础计算模式中，AGC容量越大预备补偿容量越多，但是AGC容量过多则会造成资源的浪费，这就需要依据AGC调节容量运行经验总结相应参数，结合安全可靠的运行标准完善相应工作。

若是基础风电预测信息数值较为准确，结合发电计划执行相应内容，需要的GC调节容量就是采样点预测数值和发电数值的差值，控制系统的最大变化率可预测。然而，在实际运行过程中，风电功率预测信息和数据必然与实际运行情况存在差异，加之受到其他因素影响，发电厂也会出现未按照发电计划执行具体操作的问题，所以需要结合实际情况予以评估[7]。

一方面，实际风电功率大于风电预测功率（图2）。此时，AGC机组调节量为需求量CD，在完成调节任务后，调节速度的数值就会随之增加。因为风电预测功率参数和风电实际功率参数都高于发电计划设置的基础数值，所以要确保AGC机组可以按照同方向的方式调节和补偿需求量，对应的差值计算就是按照“CD-AB”予以处理。

图2 实际风电功率大于风电预测功率情况下的AGC需求量示意

另一方面，实际风电功率小于风电预测功率（图3）。此时，AGC机组调节方向和图2相反，需要按照原有的需求量设计予以调控，减少电网有功功率差值的扩大，避免频率波动范围对其应用质量产生的影响，最大程度上提高电能质量管理效率。除此之外，要结合计划数据分析、历史数据分析以及机组调节特性分析等方式全面调控AGC调节容量和调节速度，维持综合应用效果[8]。

图3 实际风电功率小于风电预测功率情况下的AGC需求量示意

4 结 论

风电并网时，AGC机组经济调节工作中要充分结合实际运行因素，保证速度和容量调控工作有序开展，最大化提升经济适用性，减少资源浪费。